Photothermische Funktionalisierung organischer Monoschichten auf Längenskalen im Mikro- und Nanometerbereich

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Multifunktionale organische Monoschichten sind lateral strukturierte chemische Template, die sich in unterschiedlichster Weise zum Aufbau komplexer Oberflächenstrukturen nutzen lassen. Optische Verfahren bieten sehr vielfältige Möglichkeiten solche Template über photochemisch initiierte Reaktionen herzustellen. Die erreichbaren Strukturgrößen sind aber gewöhnlich durch das optische Beugungslimit und damit durch die Wellenlänge des verwendeten Lichts nach unten hin begrenzt.Ziel des beantragten Forschungsprojekts ist es, Laserverfahren zu entwickeln, die es erlauben, organische Monoschichten über photothermisch induzierte Prozesse lokal zu funktionalisieren. Im Mittelpunkt stehen Untersuchungen zur Photobromierung silanbasierter Monoschichten auf Siliciumsubstraten bei Wellenlängen im nahen ultravioletten und im sichtbaren Bereich. Aufgrund einer stark nichtlinearen Abhängigkeit der an der Oberfläche induzierten Prozesse von der Laserintensität ist ein hohes laterales Auflösungsvermögen unterhalb des optischen Beugungslimits zu erwarten. In weiteren Schritten lassen sich multifunktionale Strukturen aufbauen. Alternativ zum allgemeinen Trend, Strahlungsquellen mit immer kürzeren Wellenlängen zu verwenden, bietet sich damit eine neue - technisch einfache - Möglichkeit, die laserinduzierte chemische Oberflächenfunktionalisierung vom Mikrometer- auf den Nanometerbereich auszudehnen. Untersuchungen mittels Rasterkraft-/Reibungskraftmikroskopie und Photoelektronenspektroskopie werden helfen, den zugrundeliegenden Mechanismus aufzuklären und die Prozesse zu modellieren.